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Dé eso ve ofertas nueva esperanza a los amputados

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Una nueva generación de miembros prostéticos que permitirán que el portador alcance para los objetos automáticamente, sin el pensamiento — apenas como una mano real — es trialed por primera vez.

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Llevado por los ingenieros biomédicos en la universidad de Newcastle, Reino Unido, y financiado por la ingeniería y el Consejo de Investigación de las ciencias físicas (EPSRC), la mano biónica se cabe con una cámara que tome instantáneamente una imagen del objeto delante de ella, evalúe su forma y tamaño, y acciona una serie de movimientos en la mano.

Puenteando los procesos usuales que requieren al usuario considerar el objeto, estimulan físicamente los músculos en el brazo, y accionan un movimiento en el miembro prostético, la mano “considera” y reacciona en un movimiento flúido.

Una pequeña cantidad de amputados trialed ya la nueva tecnología, y ahora el equipo de la universidad de Newcastle está trabajando con los expertos en Newcastle sobre confianza de la fundación de Tyne Hospitals NHS para ofrecer las “manos con los ojos” a los pacientes en Freeman Hospital de Newcastle.

(Crédito de imagen: Universidad de Newcastle)

Publicando sus hallazgos hoy en el diario de la ingeniería de los nervios, el co-autor en el Dr. Kianoush Nazarpour, conferenciante mayor del estudio en la ingeniería biomédica en la universidad de Newcastle, explica:

Los “miembros prostéticos han cambiado muy poco en los últimos 100 años — el diseño está mucho mejor y los materiales son un peso y más durables más ligeros pero todavía trabajan de la misma manera.

“Usando la visión de ordenador, hemos desarrollado una mano biónica que puede responder automáticamente — de hecho, apenas como una mano real, el usuario puede alcanzar hacia fuera y coger una taza o una galleta con nada más que un vistazo rápido en la dirección correcta.

La “sensibilidad ha sido una de las barreras principales a los miembros artificiales. Para muchos amputados el punto de referencia es su brazo sano o la odontología de la pierna parece tan lenta e incómoda en comparación.

“Ahora, por primera vez en un siglo, hemos desarrollado mano ‘intuitiva una’ que puede reaccionar sin el pensamiento.”

Visión artificial para las manos artificiales

Las manos prostéticas actuales se controlan vía señales myoelectric — ésa es actividad eléctrica de los músculos registrados de la superficie de la piel del tocón.

Controlándolos, dice al Dr. Nazarpour, tarda práctica, la concentración, y, crucial, el tiempo.

Usando redes neuronales — la base para la inteligencia artificial — el autor importante en el estudio Ghazal Ghazaei mostró a ordenador imágenes numerosas del objeto y les enseñó para reconocer el “apretón” necesario para diversos objetos.

“Mostraríamos a ordenador una imagen de, por ejemplo, un palillo,” explica a Ghazaei, que realizó el trabajo como parte de su doctorado en la escuela de la ingeniería eléctrica y electrónica en la universidad de Newcastle. “Solamente no apenas una imagen, muchas imágenes del mismo palillo de diversos ángulos y orientaciones, incluso en diversa luz y contra diversos fondos, y el ordenador aprende eventual qué compresión necesita para coger ese palillo.

“El ordenador apenas no está haciendo juego tan una imagen, está aprendiendo reconocer objetos y los agrupa según el tipo de la compresión que la mano tiene que realizarse para cogerlo con éxito. Es el que le permite evaluar y escoger exactamente para arriba un objeto que nunca ha visto antes — un paso enorme adelante en el desarrollo de miembros biónicos.”

Agrupando objetos por tamaño, forma y la orientación, según el tipo de compresión que sería necesario cogerlos, el equipo programó la mano para realizar cuatro diversas “compresiones”: muñeca de la palma neutral (por ejemplo cuando usted coge una taza); muñeca de la palma pronated (por ejemplo coger el telecontrol de la TV); trípode (pulgar y dos fingeres); y pellizco (pulgar y primer finger).

Usando una cámara 99p cabida a la prótesis, la mano “considera” un objeto, escoge la compresión más apropiada y envía una señal a la mano — todos dentro de una cuestión milisegundos y 10 veces de más rápidamente que cualquier otro miembro actualmente en el mercado.

“Una manera habría sido crear una base de datos de la foto de cada objeto pero eso sería claramente una tarea masiva y usted necesidad cada hace literalmente de la pluma, cepillo de dientes, forma de la taza — la lista es sin fin,” dice Nazarpour.

“La belleza de este sistema es que es mucho más flexible y la mano puede coger objetos nuevos — cuál es crucial desde entonces en gente de la vida cotidiana sin esfuerzo de coger una variedad de objetos que nunca han considerado antes.”

Primer paso hacia una mano biónica completamente conectada

El trabajo es parte de un proyecto de investigación más grande para desarrollar una mano biónica que pueda detectar la presión y la temperatura y transmitir la información de nuevo al cerebro.

Llevado por la universidad de Newcastle y los expertos de la participación de las universidades de Leeds, de Essex, de Keele, de Southampton, y del Imperial College London, el objetivo es desarrollar los dispositivos electrónicos nuevos que conectan con las redes neuronales del antebrazo para permitir comunicaciones bidireccionales con el cerebro.

Evocador de la mano artificial de Luke Skywalker, los electrodos en el miembro biónico envolverían alrededor de las terminaciones nerviosas en el brazo. Esto significaría que por primera vez el cerebro podría comunicar directamente con la prótesis.

La “mano que considera,” explica Nazarpour, es una solución interina que llenará el vacío entre los diseños actuales y el futuro.

“Es un trampolín hacia nuestro objetivo último,” él dice. “Pero importantemente, es barato y puede ser ejecutado pronto porque no requiere la nueva odontología — podemos apenas adaptar los que tenemos.”

Anne Ewing, terapeuta profesional avanzado en Newcastle sobre confianza de la fundación de Tyne Hospitals NHS, ha estado trabajando con Nazarpour y su equipo.

“Trabajo con los pacientes superiores del amputado del miembro que está recompensando extremadamente, variados, y a veces desafiando,” ella dice.

“Nos esforzamos siempre poner al paciente en el corazón todo nosotros para hacer y asegurarse de tanto como cualquier intervención sea cliente centrado para asegurar a los pacientes las metas individuales se resuelven con una prótesis o un método alternativo de realizar una tarea.

“Este proyecto en colaboración con la universidad de Newcastle ha proporcionado una oportunidad emocionante de ayudar a formar el futuro de la odontología superior del miembro, trabajando hacia la realización de las expectativas prostéticas de los pacientes, y es maravilloso haber estado implicado.”